JP6532748B2 - Multicore fiber - Google Patents
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Description
本発明は、マルチコアファイバに関し、設計の自由度を向上させる場合に好適なものである。 The present invention relates to a multicore fiber and is suitable for improving the degree of freedom in design.
現在、一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、1本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような伝送される情報量の増大に伴い、光ファイバ通信システムにおいては、数十本から数百本といった多数の光ファイバが用いられることで、大容量の長距離光通信が行われている。 At present, the optical fiber used in the optical fiber communication system in widespread use in general has a structure in which the outer periphery of one core is surrounded by a clad, and information is transmitted by propagating an optical signal in this core Be done. In recent years, with the spread of optical fiber communication systems, the amount of information to be transmitted has dramatically increased. With the increase in the amount of information to be transmitted, large-capacity long-distance optical communication is being performed in optical fiber communication systems by using many optical fibers such as several tens to several hundreds. .
こうした光ファイバ通信システムにおいて、複数のコアの外周が1個のクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。 In such an optical fiber communication system, it is known to transmit a plurality of signals by light propagating through each core using a multi-core fiber in which the outer peripheries of the plurality of cores are surrounded by one clad.
下記特許文献1にはマルチコアファイバの一例が記載されている。このマルチコアファイバでは、クラッドの中心に1個のコアが配置され、この中心に配置されたコアの周りに6個のコアが配置されている。このような配置は、コアを最密充填できる構造であるため、特定のクラッドの外径に対して、多くのコアを配置することができる。また、この特許文献1に記載のマルチコアファイバでは、それぞれのコアを伝播する光のクロストークを抑制するために互いに隣り合うコアを伝搬する光の伝搬定数が互いに異なるものとされている。
しかし、特許文献1に記載のマルチコアファイバのように互いに隣り合うコアの実効屈折率を変化させる場合よりもクロストークを更に抑制したいという要請がある。そこで、それぞれのコアの外周面を囲むようにクラッドよりも屈折率の低い低屈折率層が配置され、クロストークがより防止されたマルチコアファイバが知られている。下記特許文献2にはこのようなマルチコアファイバが記載されている。このマルチコアファイバを屈折率の観点から見ると上記低屈折率層がトレンチ状となるため、当該マルチコアファイバはトレンチ型と称され、コアから低屈折率層までの構成をコア要素と称する。このようなトレンチ型のマルチコアファイバであっても、それぞれのコアを伝播する光のクロストークを抑制するために互いに隣り合うコアを伝搬する光の伝搬定数が互いに異なることが好ましい。
However, there is a demand to further suppress crosstalk as compared with the case of changing the effective refractive index of adjacent cores as in the multi-core fiber described in
しかし、上記のように互いに隣り合うコアを伝搬する光の伝搬定数を互いに変える為には、互いに隣り合うコアの屈折率や径を互いに変える必要がある。しかし、所望の波長帯域において、所望のモードの光により通信を行うためには、コアの屈折率や径の取り得る値の範囲が狭く、互いに隣り合うコアの屈折率や径を互いに変える為の設計の自由度に制限がある。 However, as described above, in order to change the propagation constants of light propagating in the mutually adjacent cores, it is necessary to mutually change the refractive index and the diameter of the mutually adjacent cores. However, in order to perform communication with light of a desired mode in a desired wavelength band, the range of possible values of the refractive index and diameter of the core is narrow, and the refractive index and diameter of adjacent cores are mutually changed. There is a limit to the freedom of design.
また、トレンチ型のマルチコアファイバでは、コア要素が特定のコアやコア要素を囲むように配置されると、当該特定のコアやコア要素を伝搬する光における高次モードの光が逃げづらく、カットオフ波長が長波長化する傾向がある。従って、コア要素が単独で存在する場合に伝搬する光のモードより高次のモードの光の伝搬を抑制するためには、コア間距離をあまり小さくできず、やはり設計の自由度に制限がある。 In addition, in the trench type multi-core fiber, when the core element is disposed so as to surround a specific core or core element, the light of high-order mode in the light propagating through the specific core or core element is difficult to escape and the cutoff The wavelength tends to be longer. Therefore, in order to suppress the propagation of light of modes higher than the mode of light propagating when the core element is present alone, the distance between the cores can not be made much smaller, and the freedom of design is also limited. .
そこで、本発明は、設計の自由度を向上させることができるマルチコアファイバを提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the multi-core fiber which can improve the freedom degree of design.
上記目的を達成するため、本発明は、通信帯域においてx次LPモードまでの光(xは1以上の整数)により通信を行うマルチコアファイバであって、複数のコアと、前記複数のコアを囲み前記複数のコアの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッドと、前記クラッドを被覆し前記クラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する被覆層と、を備える。そして、前記複数のコアはそれぞれ(x+1)次LPモードまでの光を伝搬する。それぞれのコア間距離は、x次LPモードまでの光のクロストークが−40dB/km以下となり、(x+1)次LPモードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされる。前記クラッド内の最外に配置されるコアと前記被覆層との距離は、最外に配置されるコアを伝搬するx次LPモードまでの光の前記被覆層への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコアを伝搬する(x+1)次LPモードの光の前記被覆層への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とされる。 In order to achieve the above object, the present invention is a multi-core fiber for performing communication with light (x is an integer of 1 or more) up to the x-order LP mode in a communication band, and enclosing a plurality of cores and the plurality of cores And a cladding having a refractive index lower than the refractive index of the plurality of cores, and a coating layer covering the cladding and having a refractive index higher than the refractive index of the cladding. The plurality of cores propagate light up to the (x + 1) th order LP mode, respectively. The inter-core distances are such distances that crosstalk of light to the x-order LP mode is -40 dB / km or less and crosstalk of light of the (x + 1) -order LP mode is -30 dB / km or more. The distance between the outermost core in the cladding and the covering layer is the excess loss due to absorption of light into the covering layer up to the x-order LP mode propagating in the outermost core. The distance becomes 001 dB / km or less, and the excess loss due to absorption of the light of the (x + 1) order LP mode propagating in the outermost core to the covering layer is 3 dB / km or more.
このようなマルチコアファイバによれば、それぞれのコアは、x次LPモードまでの光のみを伝搬するコアよりも1LPモード高次の光を伝搬するコアであるため、x次モードまでの光のコアへの閉じ込めを強くすることができる。従って、x次LPモードまでの光のみを伝搬するコアで構成されたマルチコアファイバと比べて、x次モードまでの光のクロストークの抑制が可能となる。このため、x次LPモードまでの光を伝搬するコアで構成されたマルチコアファイバよりもコア間隔の設計自由度およびそれぞれのコアの屈折率や径等の設計自由度が向上する。 According to such a multi-core fiber, each core is a core that propagates 1 LP mode higher-order light than a core that propagates only light up to the x-order LP mode. Containment can be strengthened. Therefore, compared with a multi-core fiber configured with a core that propagates only light in the x-order LP mode, it is possible to suppress light crosstalk in the x-order mode. Therefore, the design freedom of the core spacing and the design freedom such as the refractive index and the diameter of each core are improved as compared with the multi-core fiber composed of cores that propagate light up to the x-order LP mode.
ところで、(x+1)次LPモードの光の実効コア断面積はx次LPモードまでの光の実効コア断面積よりも大きい。このことを利用して、最外に配置されるコアを伝搬するx次LPモードまでの光の被覆層への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコアを伝搬する(x+1)次LPモードの光の被覆層への吸収による過剰損失が3dB/km以上となるようにクラッド内の最外に配置されるコアと被覆層との距離を設定することができる。このような設定とした本発明のマルチコアファイバにおいては、クラッド内の最外に位置するコアを伝搬する通信に不要な(x+1)次LPモードの光は被覆層に吸収されて損失する。また、上記の(x+1)次LPモードまでの光の実効コア断面積がx次LPモードの光の実効コア断面積よりも大きいことを利用し、コア間距離は、x次LPモードまでの光のクロストークが−40dB/km以下となり、(x+1)次LPモードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされる。したがって、通信に用いるx次LPモードまでの光のクロストークは抑制され、通信に不要な光である(x+1)次LPモードの光はクロストークする。従って、(x+1)次の光は、クラッド内の最外に位置するコアまでクロストークにより移動することができ、上記のように被覆層に吸収される。こうして、信号伝送に不要な(x+1)次モードの光の伝搬を抑制しつつ、x次モードまでの光の閉じ込めを強くすることで信号伝送に用いるモード間におけるクロストークを改善でき、また、コア間隔の設計自由度およびコアの屈折率や径等の設計自由度を向上させることができる。 By the way, the effective core area of the light of the (x + 1) -order LP mode is larger than the effective core area of the light up to the x-order LP mode. Taking advantage of this, the excess loss due to absorption of light in the covering layer up to the x-order LP mode propagating in the outermost core becomes 0.001 dB / km or less, The distance between the outermost core in the cladding and the covering layer can be set so that the excess loss due to absorption of the propagating (x + 1) order LP mode light into the covering layer is 3 dB / km or more . In the multi-core fiber of the present invention configured as such, light in the (x + 1) -order LP mode unnecessary for communication propagating through the outermost core in the cladding is absorbed by the covering layer and lost. In addition, taking advantage of the fact that the effective core area of the light to the (x + 1) order LP mode is larger than the effective core area of the light of the x order LP mode, the distance between cores is the light to the x order LP mode Crosstalk of −40 dB / km or less and crosstalk of light of the (x + 1) th-order LP mode of −30 dB / km or more. Therefore, the crosstalk of light to the x-order LP mode used for communication is suppressed, and the light of the (x + 1) -order LP mode, which is light unnecessary for communication, cross-talks. Accordingly, the (x + 1) -order light can move by crosstalk to the outermost core in the cladding and is absorbed by the covering layer as described above. Thus, while suppressing the propagation of light of the (x + 1) th mode unnecessary for signal transmission, crosstalk between the modes used for signal transmission can be improved by strengthening the confinement of the light up to the xth mode, and the core It is possible to improve the design freedom of the spacing and the design freedom of the refractive index and diameter of the core.
また、前記複数のコアの長手方向の一部において、前記複数のコアの径が細くなるように延伸された延伸部を更に備え、前記延伸部では、前記複数のコアはx次LPモードまでの光を伝搬し、(x+1)次LPモードの光の伝搬が抑制されることが好ましい。またこの場合、前記延伸部では、(x+1)次LPモードの光の損失が20dB以上とされることがより好ましい。 In addition, in a part of the plurality of cores in the longitudinal direction, the plurality of cores may further include an extension portion which is elongated so that the diameter of the plurality of cores is narrowed. Preferably, the light is propagated, and the propagation of light of the (x + 1) th-order LP mode is suppressed. In this case, it is more preferable that the loss of light of the (x + 1) th-order LP mode be 20 dB or more in the extension portion.
このような延伸部が設けられることにより、信号伝送に不要な(x+1)次LPモードの光をより損失させることができ、通信に不要なモードの光をより適切に排除することができる。 By providing such an extending portion, light in the (x + 1) -order LP mode unnecessary for signal transmission can be further lost, and light in the mode unnecessary for communication can be more appropriately eliminated.
また、x=1とされることとしても良い。このような構成のマルチコアファイバによれば、従来の基本モードの光のみを伝搬するコアのみを用いたマルチコアファイバよりもクロストークを改善したシングルモード通信用マルチコアファイバを達成することができる。 Also, x may be set to 1. According to the multi-core fiber having such a configuration, it is possible to achieve the multi-core fiber for single mode communication in which the crosstalk is improved as compared with the multi-core fiber using only the core that propagates only the light of the conventional fundamental mode.
以上のように、本発明によれば、設計の自由度を向上させることができるマルチコアファイバが提供される。 As described above, according to the present invention, a multicore fiber capable of improving the degree of freedom in design is provided.
以下、本発明に係るマルチコアファイバの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、ぞれぞれの図に記載のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments of a multi-core fiber according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the scale described in each figure may be different from the scale described in the following description for easy understanding.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係るマルチコアファイバの様子を示す図である。図1に示すように、マルチコアファイバ1は、複数のコア要素10と、それぞれのコア要素10を隙間無く囲むクラッド20と、クラッド20を被覆する被覆層30とを備える。
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing the appearance of the multi-core fiber according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
クラッド20の中心には1層目のコア要素として1つのコア要素10が配置される。1層目のコア要素10の外周側に複数のコア要素10が2層目のコア要素として配置され、2層目のコア要素10の外周側に複数のコア要素10が3層目のコア要素として配置され、3層目のコア要素10の外周側に複数のコア要素10が4層目のコア要素として配置される。本実施形態では、このようにコア要素が4層に1−6−12−12配置されている。更に互いに隣り合うコア要素10の中心を結ぶ線で三角格子を描くことができ、それぞれのコア要素10は当該三角格子の各格子点上に配置される。こうして、複数のコア要素10は最密充填配置されている。
One
また、それぞれのコア要素10は互いに同様の構造をしている。それぞれのコア要素10は、コア11と、コア11の外周面を隙間なく囲む内側クラッド12と、内側クラッド12の外周面を隙間なく囲み、クラッド20に外周面が隙間なく囲まれる低屈折率層13とを有している。
Moreover, each
図2は、図1に示すマルチコアファイバ1のそれぞれのコア要素10の屈折率分布を示す図である。図2に示すように、コア要素10のコア11の屈折率は、内側クラッド12の屈折率よりも高く、低屈折率層13の屈折率は、内側クラッド12の屈折率及びクラッド20の屈折率よりも低くされている。このようにそれぞれのコア要素10を屈折率の観点から見る場合に、低屈折率層13はそれぞれ溝状となり、それぞれのコア要素10はトレンチ構造を有している。このような、トレンチ構造にすることにより、マルチコアファイバ1のそれぞれのコア11を伝搬する光の閉じ込めを強くすることができる。なお、本実施形態では、内側クラッド12の屈折率はクラッド20の屈折率と同じ屈折率とされている。
FIG. 2 is a diagram showing the refractive index distribution of each
マルチコアファイバ1のそれぞれのコア要素10は、このような屈折率を有するため、例えば、クラッド20及びそれぞれの内側クラッド12はドーパントが何ら添加されていない石英から成り、それぞれの第1コア11は、ゲルマニウム等の屈折率を上げるドーパントが添加された石英から成り、低屈折率層13は、フッ素等の屈折率を下げるドーパントが添加された石英等から成る。
Since each
また、それぞれのコア要素10は、LP01モードの光及びLP11モードの光を伝搬する。それぞれのコア要素10を伝搬するLP01モードの光は、標準的なシングルモードファイバとの接続性の観点から、波長1550nmにおける実効コア断面積Aeffが80μm2と同程度であることが好ましい。ここで、低屈折率層13のクラッド20に対する比屈折率差Δtが−0.7%であり、コア11の半径r1と内側クラッド12の半径r2との比r2/r1が1.7である場合において、波長が1550nmの光のLP01モードの光の実効コア断面積Aeffが80μm2となる場合のコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δと、コア11の半径r1との組み合わせを表1に示す。
この場合、コア11を伝搬するLP11モードの光の波長1550nmにおける実効コア断面積Aeffは概ね92μm2とされる。
In this case, the effective core cross-sectional area Aeff at the wavelength 1550 nm of the light of the LP11 mode propagating through the
また、被覆層30の屈折率は、クラッド20よりも高い。被覆層30は光を吸収する性質を有し、クラッド20から被覆層30に達する光は被覆層30で吸収されて消滅する。このような被覆層30と構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
Also, the refractive index of the
次に、最外周である第4層目に配置されているコア要素10を伝搬する光の被覆層30への吸収による過剰損失とクラッド厚との関係について説明する。図1に示すようにクラッド厚Tcとは、最外周に配置されるコア11の中心からクラッド20の外周面までの距離を意味する。なお、本実施形態では、最外周に配置される何れのコア要素10を基準としてもクラッド厚Tcは一定である。
Next, the relationship between the excess loss due to absorption into the
図3は、表1のうち、コア11のクラッド20に対する比屈折率差Δが0.45%であり、コア11の半径r1が5.17μmである場合の、クラッド厚Tcと光の被覆層30への吸収による過剰損失との関係の計算結果を示す図である。図3において、実線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.8の状態を示し、破線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.9の状態を示し、点線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が1.0の状態を示す。また、図4は、コア11のクラッド20に対する比屈折率差Δが0.46%であり、コア11の半径r1が5.20μmである場合の、クラッド厚Tcと光の被覆層30への吸収による過剰損失との関係の計算結果を示す図である。図4において、実線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.7の状態を示し、破線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.8の状態を示し、点線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.9の状態を示す。また、図5は、コア11のクラッド20に対する比屈折率差Δが0.47%であり、コア11の半径r1が5.22μmである場合の、クラッド厚Tcと光の被覆層30への吸収による過剰損失との関係の計算結果を示す図である。図5において、実線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.6の状態を示し、破線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.7の状態を示し、点線は、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1が0.8の状態を示す。
FIG. 3 shows that when the relative refractive index difference Δ of the core 11 to the clad 20 is 0.45% and the radius r 1 of the core 11 is 5.17 μm in FIG. FIG. 16 is a diagram showing the calculation result of the relationship with excess loss due to absorption into the
なお、図3から図5の計算において、LP01モードの光はCバンド帯及びLバンド帯において最も実効コア断面積Aeffが大きな波長が1625nmの光とし、LP11モードの光はCバンド帯及びLバンド帯において最も実効コア断面積Aeffが小さな波長が1530nmの光とした。また、一般的に光ファイバは直線状に敷設されずに曲げられて敷設される。従って、図3から図5の計算においては、マルチコアファイバの曲げ半径を140mmとした。 In the calculation of FIG. 3 to FIG. 5, the light of LP01 mode is the light of 1625 nm at the wavelength with the largest effective core cross-sectional area Aeff in C band and L band, and the light of LP11 mode is C band and L The wavelength with the smallest effective core area Aeff in the band is 1530 nm. Also, in general, optical fibers are laid without being laid straight. Therefore, in the calculation of FIGS. 3 to 5, the bending radius of the multi-core fiber is set to 140 mm.
図3から図5に示す通り、LP01モードの光は、クラッド厚Tcが概ね31μm前後以上の領域において、被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となることが分かる。標準的なシングルモードファイバの伝搬損失が0.19dB/kmであることを考慮すると、0.001dB/kmの差分は非常に小さな値である。また、LP11モードの光は、クラッド厚Tcが概ね31μm前後以下の領域において、被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となることが分かる。被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/kmであれば、マルチコアファイバ1を光が10km伝搬することで、パワーを1/1000以下にすることができる。従って、信号伝送には不要なLP11モードの光の伝搬を抑制することができる。
As shown in FIG. 3 to FIG. 5, it can be seen that in the LP01 mode light, the excess loss due to absorption to the
図3から図5において、クラッド厚Tcが概ね31μm前後以下の領域において、LP01モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下であり、LP11モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる解が存在することが分かる。上記のように、図3〜図5では、Cバンド帯及びLバンド帯において、LP01モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も大きい波長での被覆層30への吸収による過剰損失を示し、LP11モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も小さい波長での被覆層30への吸収による過剰損失を示している。従って、同一波長帯でLP01モードの光及びLP11モードの光を伝搬する場合、LP01モードの光を光通信に支障のない小さな被覆層30への吸収による過剰損失で伝搬し、LP11モードの光を十分に減衰できるクラッド厚Tcとコア11の半径r1との組み合わせが存在することとなる。
In FIGS. 3 to 5, in the region where the cladding thickness Tc is approximately 31 μm or less, the excess loss due to the absorption of the LP01 mode light into the
そこで、本実施形態のマルチコアファイバ1のクラッド20は、クラッド20内の最外に配置されるそれぞれのコア11と被覆層30との距離が、最外に配置されるコア11を伝搬するLP01モード(1次LPモード)の光の被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコア11を伝搬するLP11モード(2次LPモード)の光の被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とされる。
Therefore, in the clad 20 of the
このため、本実施形態のマルチコアファイバ1では、最外周に配置されるコア要素10を伝搬するLP01モードの光は光通信に支障のない被覆層30への吸収による過剰損失とされ、最外周に配置されるコア要素10を伝搬するLP11モードの光は被覆層30への吸収による過剰損失により著しくパワーが低下する。
For this reason, in the
次にコア間距離とクロストークとの関係について説明する。なお、コア間距離とは、互いに隣り合うコア11の中心間距離である。
Next, the relationship between the inter-core distance and the crosstalk will be described. The inter-core distance is the distance between the centers of the
図6は、本実施形態のマルチコアファイバ1の曲げ半径とクロストークとの関係の計算結果を示す図である。図1に示す31個のコア要素を有するマルチコアファイバ1において、クラッド径を230μmとしてクラッド厚Tcを31μmとすると、コア間距離Λは32μmとなる。そこで図6の計算では、コア間距離Λを32μmとして、LP01モードの光の波長、及び、LP11モードの光の波長を図3から図5の計算に用いた波長とし、コア11の半径r1と内側クラッド12の半径r2との比r2/r1を表1の場合の条件と同様にした。図6において、実線は、図3の計算で用いたコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δ及びコア11の半径を用いて、さらにコア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1を0.9とした計算した結果である。また、破線は、図4の計算で用いたコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δ及びコア11の半径を用いて、さらにコア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1を0.8とした計算した結果である。また、点線は、図5の計算で用いたコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δ及びコア11の半径を用いて、さらにコア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1を0.7とした計算した結果である。
FIG. 6 is a view showing the calculation result of the relationship between the bending radius and the crosstalk of the
図6に示すように、LP01モードの光のクロストークは、いずれの場合も−40dB/kmより小さくできる結果となった。また、LP11モードの光のクロストークは、いずれの場合も−30dB/kmより大きい結果となった。つまり、上記条件の場合、コア間距離が32μmであれば、LP01モードの光のクロストークを−40dB/km以下にでき、LP11モードの光のクロストークを−30dB/km以上とすることができる。さらに、図6では、Cバンド帯及びLバンド帯において、LP01モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も大きい波長とされ、LP11モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も小さい波長とされて、計算されている。従って、同一波長帯でLP01モードの光及びLP11モードの光を伝搬する場合、LP01モードの光のクロストークを光通信に支障のない小さな値とし、LP11モードの光のクロストークを大きな値とすることができる、コア間距離Λが存在することとなる。
As shown in FIG. 6, the crosstalk of the light of the LP01 mode can be smaller than -40 dB / km in any case. In addition, the crosstalk of LP11 mode light was greater than -30 dB / km in each case. That is, under the above conditions, if the distance between the cores is 32 μm, crosstalk of light in the LP01 mode can be made -40 dB / km or less, and crosstalk of light in the LP11 mode can be made -30 dB / km or more . Furthermore, in FIG. 6, in the C band and L band, the wavelength of light of the LP01 mode is the wavelength with the largest effective core area A eff, and the wavelength of light of the
そこで、本実施形態のマルチコアファイバ1のそれぞれのコア間距離Λは、LP01モード(1次LPモード)の光のクロストークが−40dB/km以下となり、LP11モード(2次LPモード)の光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされる。
Therefore, in each of the inter-core distances マ ル チ コ ア of the
このため、本実施形態のマルチコアファイバ1では、それぞれのコア要素10を伝搬するLP01モードの光のクロストークが抑えられるが、それぞれのコア要素10を伝搬するLP11モードの光はクロストークにより移動する。従って、第1層目から第3層目を伝搬するLP11モードの光は、クロストークにより最外周である第4層目のコア要素10に移動することができる。
For this reason, in the
以上説明したように、本実施形態のマルチコアファイバ1によれば、それぞれのコア要素10は、LP01モード(1次LPモード)のみの光を伝搬するコア要素よりも1モード高次の光を伝搬するコア要素であるため、LP01モードの光のコア11内への閉じ込めを強くすることができる。従って、LP01モードの光のみを伝搬するコアと比べて、LP01モードの光のクロストークの抑制が可能となる。このため、LP01モードの光のみを伝搬するマルチコアファイバよりもコア間距離の設計自由度およびそれぞれのコアの屈折率や径等の設計自由度が向上する。
As described above, according to the
また、最外に配置されるコア11と被覆層との距離すなわちクラッド厚Tcは、最外に配置されるコア11を伝搬するLP01モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコア11を伝搬するLP11モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる大きさとされる。従って、クラッド内の最外に位置するコア11を伝搬する通信に不要なLP11モードの光は被覆層30に吸収されて損失する。また、それぞれのコア間距離Λは、LP01モードの光のクロストークが−40dB/km以下となり、LP11モードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされる。したがって、通信に用いるLP01モードの光のクロストークは抑制され、通信に不要な光であるLP11モードの光はクロストークする。従って、LP11モードの光は、クラッド20内の最外に位置するコア11までクロストークにより移動することができる。こうして、クラッド20の内周側に配置されるコア11を伝搬するLP11モードの光は、クラッド20の最外に配置されるコア11まで移動して、被覆層30に吸収される。従って、本実施形態のマルチコアファイバ1によれば、信号の伝送に使用しないLP11モードの光の伝搬を抑制しつつ信号の伝送に使用するLP01モードのクロストークを改善することができる。
Further, the distance between the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図7から図12を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 12. In addition, about the component the same as that of 1st Embodiment, or equivalent, the same referential mark is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted unless it demonstrates in particular.
図7は、本実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面図であり、図8は、図7のマルチコアファイバ2のコア要素の屈折率分布を示す図である。図7、図8に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ2は、それぞれのコア要素10が内側クラッド12を有さず、コア11が低屈折率層13に直接囲まれている点において、第1実施形態のマルチコアファイバ1と異なる。
FIG. 7 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the multi-core fiber according to the present embodiment, and FIG. 8 is a view showing a refractive index distribution of core elements of the multi-core fiber 2 of FIG. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, in the multi-core fiber 2 of the present embodiment, each
本実施形態においても、それぞれのコア要素10は、LP01モードの光及びLP11モードの光を伝搬する。また、本実施形態においても、第1実施形態と同様の理由から、それぞれのコア要素を伝搬するLP01モードの光の実効コア断面積Aeffは80μm2より大きいことが好ましい。ここで、低屈折率層13のクラッド20に対する比屈折率差Δtが−0.7%である場合において、波長が1550nmの光のLP01モードの光の実効コア断面積Aeffが80μm2となる場合のコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δと、コア11の半径r1との組み合わせを表2に示す。
この場合、コア11を伝搬するLP11モードの光の実効コア断面積Aeffは概ね119μm2とされる。
In this case, the effective core area Aeff of light of the LP11 mode propagating through the
次に、最外周である第4層目に配置されているコア要素10を伝搬する光の被覆層30への吸収による過剰損失とクラッド厚との関係について第1実施形態と同様にして説明する。
Next, the relationship between the excess loss due to absorption into the
図9は、コア11のクラッド20に対する比屈折率差Δが0.45%であり、コア11の半径が6.11μmである場合の、クラッド厚Tcと光の被覆層30への吸収による過剰損失との関係の計算結果を図3と同様にして示す図である。また、図10は、コア11のクラッド20に対する比屈折率差Δが0.46%であり、コア11の半径r1が6.12μmである場合の、クラッド厚Tcと光の被覆層30への吸収による過剰損失との関係の計算結果を図4と同様にして示す図である。また、図11は、コア11のクラッド20に対する比屈折率差Δが0.47%であり、コア11の半径r1が6.12μmである場合の、クラッド厚Tcと光の被覆層30への吸収による過剰損失との関係の計算結果を図5と同様にして示す図である。
FIG. 9 shows the excess due to absorption of the cladding thickness Tc and light into the
なお、図9から図11の計算においても、第1実施形態と同様にして、LP01モードの光の波長を1625nmとし、LP11モードの光の波長を1530nmの光とした。また、第1実施形態と同様の理由から、図9から図12の計算においては、マルチコアファイバの曲げ半径を140mmとした。 Also in the calculations of FIGS. 9 to 11, the wavelength of the light of the LP01 mode is 1625 nm, and the wavelength of the light of the LP11 mode is 1530 nm as in the first embodiment. Further, for the same reason as in the first embodiment, in the calculation of FIGS. 9 to 12, the bending radius of the multi-core fiber is set to 140 mm.
図9から図11に示す通り、本実施形態においても、LP01モードの光は、クラッド厚Tcが概ね31μm前後以上の領域において、被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、LP11モードの光は、クラッド厚Tcが概ね31μm前後以下の領域において、被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる。従って、クラッド厚Tcが概ね31μm前後の領域において、LP01モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下であり、LP11モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる解が存在することが分かる。図9から図11の計算において、Cバンド帯及びLバンド帯において、LP01モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も大きい波長であり、LP11モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も小さい波長である。従って、LP01モードの光を光通信に支障のない小さな被覆層30への吸収による過剰損失で伝搬し、通信に不要なLP11モードの光を十分に減衰できるクラッド厚Tcとコア11の半径r1との組み合わせが存在することとなる。
As shown in FIGS. 9 to 11, also in the present embodiment, in the LP01 mode light, the excess loss due to absorption in the
そこで、本実施形態のマルチコアファイバ2のクラッド厚Tcは、最外に配置されるコア11を伝搬する第1実施形態のマルチコアファイバ1と同様に、クラッド20内の最外に配置されるコア11と被覆層30との距離が、最外に配置されるコア11を伝搬するLP01モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコア11を伝搬するLP11モードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とされる。
Therefore, the clad thickness Tc of the multi-core fiber 2 of the present embodiment is the core 11 disposed at the outermost side in the clad 20, as in the
次に本実施形態のコア間距離とクロストークとの関係について説明する。 Next, the relationship between the inter-core distance and the crosstalk in the present embodiment will be described.
図12は、本実施形態のマルチコアファイバ2の曲げ半径とクロストークとの関係の計算結果を示す図である。図7に示す31個のコア要素を有するマルチコアファイバ1において、第1実施形態と同様にコア間距離Λを32μmとして、LP01モードの光の波長、及び、LP11モードの光の波長を図9から図11の計算に用いた波長とした。図12において、実線は、図9の計算で用いたコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δ及びコア11の半径を用いて、さらにコア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1を0.9とした計算した結果である。また、破線は、図10の計算で用いたコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δ及びコア11の半径を用いて、さらにコア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1を0.8とした計算した結果である。また、点線は、図11の計算で用いたコア11のクラッド20に対する比屈折率差Δ及びコア11の半径を用いて、さらにコア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1を0.7とした計算した結果である。
FIG. 12 is a view showing the calculation result of the relationship between the bending radius and the crosstalk of the multi-core fiber 2 of the present embodiment. In the
図12に示すように、本実施形態においても、LP01モードの光のクロストークは、いずれの場合も−40dB/kmより小さくできる結果となり、LP11モードの光のクロストークは、いずれの場合も−30dB/kmより大きい結果となった。つまり、上記条件の場合、コア間距離が32μmであれば、LP01モードの光のクロストークを−40dB/km以下にでき、LP11モードの光のクロストークを−30dB/km以上とすることができる。さらに、図12では、Cバンド帯及びLバンド帯において、LP01モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も大きい波長とされ、LP11モードの光の波長は実効コア断面積Aeffが最も小さい波長とされて、計算されている。従って、本実施形態においても第1実施形態と同様に、同一波長帯でLP01モードの光及びLP11モードの光を伝搬する場合、LP01モードの光のクロストークを光通信に支障のない小さな値とし、LP11モードの光のクロストークを大きな値とすることができるコア間距離Λが存在することとなる。 As shown in FIG. 12, in this embodiment as well, the crosstalk of light in the LP01 mode can be made smaller than −40 dB / km in any case, and the crosstalk of light in the LP11 mode is in any case − The result was more than 30 dB / km. That is, under the above conditions, if the distance between the cores is 32 μm, crosstalk of light in the LP01 mode can be made -40 dB / km or less, and crosstalk of light in the LP11 mode can be made -30 dB / km or more . Furthermore, in FIG. 12, in the C band and L band, the wavelength of light of the LP01 mode is the wavelength with the largest effective core area Aeff, and the wavelength of light of the LP11 mode is the most effective core area Aeff. The smaller wavelength is being calculated. Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, when LP01 mode light and LP11 mode light are propagated in the same wavelength band, crosstalk of LP01 mode light is set to a small value that does not affect optical communication. There exists an inter-core distance で き る which can make the crosstalk of light of the LP11 mode a large value.
そこで、本実施形態のマルチコアファイバ2のそれぞれのコア間距離Λは、LP01モード(1次LPモード)の光のクロストークが−40dB/km以下となり、LP11モード(2次LPモード)の光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされる。 Therefore, in each of the inter-core distances マ ル チ コ ア of the multi-core fiber 2 of the present embodiment, the crosstalk of light in the LP01 mode (primary LP mode) is -40 dB / km or less, and the light in the LP11 mode (second LP mode) The distance is such that the crosstalk is -30 dB / km or more.
本実施形態のマルチコアファイバ2においても、第1実施形態のマルチコアファイバ1と同様の理由により、LP11モードの光の伝搬を抑制しつつ、LP01モードのクロストークを改善することができる。
Also in the multi-core fiber 2 of the present embodiment, for the same reason as the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図13から図15を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 13 to FIG. In addition, about the component the same as that of 1st Embodiment, or equivalent, the same referential mark is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted unless it demonstrates in particular.
図13は、本実施形態に係るマルチコアファイバの様子を示す図である。図13に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ3は、それぞれのコア要素10が、第1実施形態のマルチコアファイバ1におけるコア要素10と同様の構成とされる。したがって、本実施形態においても、それぞれのコア要素10は、LP01モードの光、及び、LP11モードの光を伝搬するように構成されている。また、第1実施形態のマルチコアファイバ1は、それぞれのコア要素10が最密充填状に配置されているため、それぞれのコア11を結ぶ線が三角格子とされたが、本実施形態のマルチコアファイバ3では、それぞれのコア11を結ぶ線が正方格子とされる。
FIG. 13 is a view showing the appearance of the multi-core fiber according to the present embodiment. As shown in FIG. 13, in the multicore fiber 3 of the present embodiment, each
本実施形態のマルチコアファイバ3のクラッド20は、クラッド20内の最外に配置される4つのコア11と被覆層30との距離が、最外に配置されるコア11を伝搬するLP01モード(1次LPモード)の光の被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコア11を伝搬するLP11モード(2次LPモード)の光の被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とされる。更に、本実施形態のマルチコアファイバ3のそれぞれのコア間距離Λは、第1実施形態のマルチコアファイバ1と同様に、LP01モードの光のクロストークが−40dB/km以下となり、LP11モードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされる。例えば、マルチコアファイバ3のコア間距離Λは31.8μmとされ、クラッド厚Tcは31μmとされ、クラッド20の径は197μmとされる。なお、本実施形態では、最外の4つのコア11の中心からクラッド20の外周面までの距離がクラッド厚となる。
In the clad 20 of the multi-core fiber 3 of the present embodiment, the distance between the four
従って、本実施形態のマルチコアファイバ3においても、第1実施形態のマルチコアファイバ1と同様の理由により、LP11モードの光の伝搬を抑制しつつ、LP01モードのクロストークを改善することができる。
Therefore, also in the multi-core fiber 3 of this embodiment, for the same reason as the
図14は、図13のマルチコアファイバ3を横から見た図である。ただし、図14では、理解の容易のため、被覆層30を省略している。図14に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ3は、複数のコア11の長手方向の一部において、複数のコア11の径が細くなるように延伸された延伸部BPを更に備える。延伸部BPは、マルチコアファイバ3の被覆層30を部分的に剥離して、マルチコアファイバ3をクラッド20の外部から加熱して引っ張ることで延伸する。
FIG. 14 is a side view of the multi-core fiber 3 of FIG. However, in FIG. 14, the covering
図15は、延伸倍率とLP11モードの光の伝搬損失との関係の計算結果を示す図である。図15の計算を行うに際して、低屈折率層13のクラッド20に対する比屈折率差Δtを−0.7%とし、コア11の半径r1と内側クラッド12の半径r2との比r2/r1を1.7とし、コア11のクラッド20に対する比屈折率差Δを0.45%とし、コア11の半径が5.17μmとし、コア11の半径r1と低屈折率層13の厚さWとの比W/r1を0.9とした。図15から、延伸部BPの非延伸部に対する縮径比を0.6程度にする、すなわち延伸部BPにおけるマルチコアファイバ3の各部材の径が非縮径部におけるマルチコアファイバ3の各部材の径の0.6倍にすると、コア要素10を伝搬するLP11モードの光の損失が10dB/cmとなることが予想できる。従って、縮径比0.6程度の延伸部BPを2cm程度設けることで、LP11モードの光を光通信を阻害しない程度まで除去することができる。なお、この場合、基本モードであるLP01モードは延伸による光の損失は、例えば0.001dB以下という具合に殆ど無く、光通信に影響を殆ど与えない。
FIG. 15 is a diagram showing the calculation results of the relationship between the draw ratio and the propagation loss of light of the LP11 mode. In the calculation of FIG. 15, the relative refractive index difference delta t with respect to the
本実施形態によれば、被覆層30により、LP11モードの光を除去するのみならず、延伸部BPが設けられることにより、LP11モードの光をより損失させることができ、通信に不要なモードの光をより適切に排除することができる。
According to the present embodiment, the covering
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although the said embodiment was described to the example about this invention, this invention is not limited to these.
例えば、第1実施形態のマルチコアファイバ1、及び、第2実施形態のマルチコアファイバ2においても、第3実施形態のマルチコアファイバ3に設けられる延伸部BPが設けられても良い。この場合に、マルチコアファイバ1,2において、LP11モードの光をより損失させることができ、通信に不要なモードの光をより適切に排除することができる。
For example, also in the
また、第1、第2実施形態では、31個のコア要素10が最密充填状に配置され、第3実施形態では16個のコア要素10が正方格子状に配置された。しかし本発明のマルチコアファイバにおけるコアの数は複数であれば上記に限定されない。図16は、本発明の変形例のマルチコアファイバの断面図である。なお、本変形例を説明するにあたり、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図16に示すように、本変形例のマルチコアファイバ4では、クラッド20の中心に1層目のコア要素として1つのコア要素10が配置され、1層目のコア要素10の外周側に複数のコア要素10が2層目のコア要素として配置され、2層目のコア要素10の外周側にはコア要素が配置されない点において、第1実施形態のマルチコアファイバ1と異なる。このような1−6配置のマルチコアファイバであっても、コア要素10が例えば第1実施形態のマルチコアファイバ1のコア要素10と同様とされ、コア間距離Λが例えば第1実施形態のマルチコアファイバ1のコア間距離Λと同様とされ、クラッド厚Tcが例えば第1実施形態のマルチコアファイバ1のクラッド厚Tcと同様とされることにより、第1実施形態のマルチコアファイバ1と同様の理由により、LP11モードの光の伝搬を抑制しつつLP01モードのクロストークを改善することができる。
Further, in the first and second embodiments, 31
また、上記実施形態や変形例では、マルチコアファイバ1は、通信帯域においてLP01モードの光によりシングルモード通信を行い、それぞれのコア11がLP01モードの光及びLP11モードの光を伝搬するものとされ、LP11モードの光を除去する構成とした。しかし、本発明はこれに限らない。つまり、フューモード通信やマルチモード通信を行う場合にも用いることができ、それぞれのコアが通信に用いるモードよりも1LPモード高次のモードまでの光を伝搬する構成とされ、当該1LPモード高次の光を被覆層により除去するものとしても良い。具体的には、本発明のマルチコアファイバは、通信帯域においてx次LPモードまでの光(xは1以上の整数)により通信を行うマルチコアファイバであって、複数のコア11はそれぞれ(x+1)次LPモードまでの光を伝搬し、それぞれのコア間距離Λは、x次LPモードまでの光のクロストークが−40dB/km以下となり、(x+1)次LPモードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされ、クラッド20内の最外に配置されるコア11と被覆層30との距離は、最外に配置されるコアを伝搬するx次LPモードまでの光の被覆層への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコアを伝搬する(x+1)次LPモードの光の被覆層への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とされる。
In the embodiment and the modification, the
このようなマルチコアファイバによれば、それぞれのコア11は、x次LPモードまでの光を伝搬するコアよりも1モード高次の光を伝搬するコアであるため、x次モードまでのコアへの閉じ込めが強くなり、クロストークが改善する。ところで、(x+1)次LPモードまでの光の実効コア断面積はx次LPモードの光の実効コア断面積よりも大きい。このことを利用してクラッド20内の最外に配置されるコア11と被覆層との距離は、最外に配置されるコアを伝搬するx次LPモードまでの光の被覆層への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコアを伝搬する(x+1)次LPモードの光の被覆層への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とすることができる。従って、クラッド20内の最外に位置するコア11を伝搬する通信に不要な(x+1)次LPモードの光は被覆層30に吸収されて損失する。また、上記の(x+1)次LPモードまでの光の実効コア断面積がx次LPモードの光の実効コア断面積よりも大きいことを利用し、コア間距離Λは、x次LPモードまでの光のクロストークが−40dB/km以下となり、(x+1)次LPモードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とすることができる。したがって、通信に用いるx次LPモードまでの光のクロストークは抑制され、通信に不要な光である(x+1)次LPモードの光はクロストークする。これにより(x+1)次の光は、クラッド20内の最外に位置するコア11までクロストークにより移動することができ、上記のように被覆層30に吸収される。こうして、x次LPモードまでの光を伝搬して、x次モードまでの光のクロストークが改善する。
According to such a multi-core fiber, since each core 11 is a core that propagates 1-mode higher-order light than a core that propagates light to the x-order LP mode, each core 11 transmits to the x-order mode core Containment is enhanced and crosstalk is improved. By the way, the effective core cross-sectional area of light up to the (x + 1) -order LP mode is larger than the effective core cross-sectional area of light of the x-order LP mode. Taking advantage of this, the distance between the
このようにマルチコアファイバが通信帯域においてx次LPモードまでの光により通信を行う場合においても、第3実施形態の延伸部BPが設けられることが好ましい。この場合、延伸部BPでは(x+1)次LPモードの光の損失が20dB以上とされることが好ましく、x次LPモードの光の過剰損失が0.001dB以下とされることがより好ましい。 As described above, even in the case where the multi-core fiber communicates with light in the communication band up to the x-order LP mode, it is preferable that the extension portion BP of the third embodiment be provided. In this case, it is preferable that the loss of light of the (x + 1) th-order LP mode be 20 dB or more, and it is more preferable that the excess loss of light of the x-order LP mode be 0.001 dB or less.
また、上記実施形態や変形例では、それぞれのコア11が低屈折率層13で囲まれる構成とされたが、本発明はこれに限らない。例えば、それぞれのコア11がクラッド20により直接囲まれても良い。この場合であっても、複数のコア11はそれぞれ(x+1)次LPモードまでの光を伝搬し、それぞれのコア間距離Λは、x次LPモードまでの光のクロストークが−40dB/km以下となり、(x+1)次LPモードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされ、クラッド20内の最外に配置されるコア11と被覆層30との距離は、最外に配置されるコア11を伝搬するx次LPモードまでの光の被覆層30への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコア11を伝搬する(x+1)次LPモードの光の被覆層30への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とされるような設計が可能である。
Moreover, although it was set as the structure where each core 11 is surrounded by the low
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。 EXAMPLES Hereinafter, the contents of the present invention will be more specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
第1実施形態のマルチコアファイバ1を作成した。作成したマルチコアファイバ1のコア間距離Λの平均値は31.6μmとなり、クラッド厚Tcの平均値は31.5μmとなり、クラッド径の平均値は231.0μmとなり、被覆層30の外径の平均値は334.8μmとなった。なお、長さは11.2kmであった。このマルチコアファイバ1を伝搬するLP01モードの光の伝搬損失を測定した。また、偏波モード分散PMD、偏波損失差PDL、実効コア断面積Aeff、ケーブルカットオフ波長λcを測定した。その結果を表3に示す。なお、表3において、コアの1〜12は第1実施形態における4層目のコアを示し、コアの13〜24は第1実施形態における3層目のコアを示し、コアの25〜30は第1実施形態における2層目のコアを示し、コアの31は第1実施形態における1層目のコアを示す。
The
コアを伝搬する光の損失には被覆層への吸収による過剰損失以外の損失が含まれる。そのため、表3からコアの1から12を伝搬するLP01モードの光の被覆層への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下になっていると考えられる。
The loss of light propagating through the core includes losses other than excess loss due to absorption into the coating layer. Therefore, it is considered from Table 3 that the excess loss due to absorption into the coating layer of the light of the
次に、互いに隣り合うコア11のクロストークを測定した。LP01モードの光のクロストークの測定は、カットオフ波長以上の帯域におけるLP01モードの光のクロストークの波長依存性から算出することで行った。また、LP11モードの光のクロストークの測定は、モード変換器により波長可変光源からの光をLP11モードの光に変換して特定のコアに入射し、このコアに隣り合う被測定コアに2モード光ファイバを接続して、当該2モード光ファイバから出射する光を受光して算出することで行った。その結果を表4に示す。なお、表4の1列目に記載のコアと2列目に記載のコアは互いに隣り合うコアである。
表4に示すように、LP11モードの光のクロストークはLP01モードの光のクロストークやLP01モードの光とLP11モードの光とのクロストークよりも大きく、LP01モードのクロストークを抑制しつつ、LP11モードの光を最外のコアまでクロストークで移動できる結果となった。 As shown in Table 4, crosstalk of light in the LP11 mode is larger than crosstalk of light in the LP01 mode or crosstalk between light in the LP01 mode and light in the LP11 mode, while suppressing crosstalk in the LP01 mode, As a result, light of LP11 mode can be moved to the outermost core by crosstalk.
(実施例2)
第2実施形態のマルチコアファイバ2を作成した。作成したマルチコアファイバ2のコア間距離Λの平均値は32.1μmとなり、クラッド厚Tcの平均値は31.2μmとなり、クラッド径の平均値は230.8μmとなり、被覆層30の外径の平均値は337.0μmとなった。なお、長さは10.5kmであった。このマルチコアファイバ1に対して実施例1と同様にして、互いに隣り合うコア11のクロストークを測定した。その結果を表5に示す。なお、表5の1列目に記載のコアと2列目に記載のコアは互いに隣り合うコアである。
The multi-core fiber 2 of the second embodiment was created. The average value of the inter-core distance マ ル チ コ ア of the created multi-core fiber 2 is 32.1 μm, the average value of the cladding thickness Tc is 31.2 μm, the average value of the cladding diameter is 230.8 μm, and the average of the outer diameter of the
表5に示すように、LP11モードの光のクロストークはLP01モードの光のクロストークやLP01モードの光とLP11モードの光とのクロストークよりも大きく、LP01モードのクロストークを抑制しつつ、LP11モードの光を最外のコアまでクロストークで移動できる結果となった。 As shown in Table 5, crosstalk of LP11 mode light is larger than crosstalk of light of LP01 mode and crosstalk of light of LP01 mode and light of LP11 mode, while suppressing crosstalk of LP01 mode, As a result, light of LP11 mode can be moved to the outermost core by crosstalk.
(実施例3)
変形例のマルチコアファイバ4を作成した。作成したマルチコアファイバ4のコア間距離Λの平均値は32.4μmとなり、クラッド厚Tcの平均値は29.9μmとなり、クラッド径の平均値は124.4μmとなり、被覆層30の外径の平均値は220.0μmとなった。なお、長さは10.0kmであった。このマルチコアファイバ4に対して実施例1と同様にして、LP01モードの光及びLP11モードの光の伝搬損失、偏波モード分散PMD、偏波損失差PDL、実効コア断面積Aeff、ケーブルカットオフ波長λcを測定した。その結果を表6に示す。なお、表6において、コアの1〜6は外周側に配置されるコアを示し、コアの7はクラッドの中心に配置されるコアを示す。
The multi-core fiber 4 of a modification was created. The average value of the inter-core distance マ ル チ コ ア of the created multi-core fiber 4 is 32.4 μm, the average value of the cladding thickness Tc is 29.9 μm, the average value of the cladding diameter is 124.4 μm, and the outer diameter of the
表6からコアの1から6を伝搬するLP01モードの光の被覆層への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下になっていると考えられる。 It is considered from Table 6 that the excess loss due to absorption of light of the LP01 mode propagating from 1 to 6 in the core into the coating layer is 0.001 dB / km or less.
以上の実施例の結果より、本発明のマルチコアファイバによれば、LP01モードの光のクロストークが抑制され、LP11モードの光がクロストークすることが確認された。また、以上の実施例において、LP01モードの光の伝搬損失から最外に配置されコアを伝搬する当該光の被覆層への吸収による過剰損失は0.001dB/km以下になると考えられ、LP01モードの光の伝搬損失を測定する場合においては最外に配置されるコアを伝搬する当該光の被覆層への吸収による過剰損失が3dB/km以上となると考えられる。 From the results of the above examples, according to the multi-core fiber of the present invention, it was confirmed that crosstalk of LP01 mode light is suppressed and crosstalk of LP11 mode light occurs. Further, in the above example, it is considered that the excess loss due to the absorption to the covering layer of the light disposed in the outermost part from the propagation loss of the light of the LP01 mode and propagating in the core becomes 0.001 dB / km or less. In the case of measuring the propagation loss of light, it is considered that the excess loss due to absorption of the light propagating through the core disposed at the outermost side into the covering layer is 3 dB / km or more.
以上説明したように、本発明によれば、設計の自由度を向上させることができるマルチコアファイバが提供され、光通信の分野において利用することができる。 As described above, according to the present invention, a multi-core fiber capable of improving the degree of freedom in design is provided and can be used in the field of optical communication.
1〜4・・・マルチコアファイバ
10・・・コア要素
11・・・コア
12・・・内側クラッド
13・・・低屈折率層
20・・・クラッド
30・・・被覆層
BP・・・延伸部
Tc・・・クラッド厚
Λ・・・コア間距離
1 to 4 ...
Claims (5)
複数のコアと、
前記複数のコアを囲み前記複数のコアの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッドと、
前記クラッドを被覆し前記クラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する被覆層と、
を備え、
前記複数のコアはそれぞれ(x+1)次LPモードまでの光を伝搬し、
それぞれのコア間距離は、x次LPモードまでの光のクロストークが−40dB/km以下となり、(x+1)次LPモードの光のクロストークが−30dB/km以上となる距離とされ、
前記クラッド内の最外に配置されるコアと前記被覆層との距離は、最外に配置されるコアを伝搬するx次LPモードまでの光の前記被覆層への吸収による過剰損失が0.001dB/km以下となり、最外に配置されるコアを伝搬する(x+1)次LPモードの光の前記被覆層への吸収による過剰損失が3dB/km以上となる距離とされる
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 A multi-core fiber that communicates with light (x is an integer of 1 or more) up to the x-order LP mode in the communication band,
With multiple cores,
A cladding surrounding the plurality of cores and having a refractive index lower than that of the plurality of cores;
A covering layer covering the cladding and having a refractive index higher than that of the cladding;
Equipped with
Each of the plurality of cores propagates light up to (x + 1) order LP mode,
The inter-core distances are such distances that crosstalk of light to x-order LP mode is -40 dB / km or less and crosstalk of light of (x + 1) -order LP mode is -30 dB / km or more,
The distance between the outermost core in the cladding and the covering layer is the excess loss due to absorption of light into the covering layer up to the x-order LP mode propagating in the outermost core. The distance is 001 dB / km or less, and an excess loss due to absorption of the light of the (x + 1) order LP mode propagating in the outermost core into the covering layer is 3 dB / km or more. Multicore fiber.
前記延伸部では、前記複数のコアはx次LPモードまでの光を伝搬し、(x+1)次LPモードの光の伝搬が抑制される
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチコアファイバ。 It further comprises an extension portion which is extended such that the diameter of the plurality of cores is reduced in a part of the plurality of cores in the longitudinal direction,
2. The multi-core fiber according to claim 1, wherein the plurality of cores propagate light up to an x-order LP mode in the drawing section, and propagation of light of an (x + 1) -order LP mode is suppressed.
ことを特徴とする請求項2に記載のマルチコアファイバ。 The multi-core fiber according to claim 2, wherein the loss of light of (x + 1) order LP mode is set to 20 dB or more in the extension section.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein x = 1.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
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